Multivariate Pollution Risk Assessment of Natural Radionuclides and Heavy Metals in Topsoils of Nonwa, Rivers State, Nigeria

Le sol est bien plus que de la simple terre sous nos pieds ; c'est une archive vivante qui détient l'histoire d'un lieu, stockant les nutriments pour les plantes tout en agissant également comme un réceptacle de tout ce que les humains ont déversé sur la terre. Dans les régions où l'industrie et la nature entrent en collision, cette archive peut devenir un registre de pollution, contenant des traces de métaux lourds et d'éléments radioactifs naturels qui s'infiltrent dans la chaîne alimentaire et l'air que nous respirons. Lorsque les gens vivent sur cette terre, ils interagissent constamment avec elle, respirant la poussière, touchant le sol et mangeant des cultures qui y poussent. Cette interaction crée une voie directe pour l'entrée des contaminants dans le corps humain, posant des risques qui vont de l'endommagement des organes à une augmentation des chances de développer un cancer au cours d'une vie. Les scientifiques étudient ces dangers cachés en mesurant les quantités spécifiques de matières radioactives et de métaux toxiques dans le sol, en calculant la quantité de radiations qu'une personne pourrait absorber, et en déterminant si la pollution provient de formations rocheuses naturelles ou d'activités humaines comme les marées noires et l'agriculture.

Dans le delta du Niger au Nigéria, une région connue pour ses vastes réserves de pétrole et son histoire industrielle complexe, une équipe de chercheurs a porté son attention sur une communauté appelée Nonwa. Cette zone est non seulement un centre pour les infrastructures de pétrole et de gaz, mais aussi un lieu où les résidents dépendent fortement de l'agriculture de subsistance et où le sol a été soumis à des décennies de déversements de pétrole brut, de torchage de gaz et de raffinage artisanal illégal. Les chercheurs voulaient comprendre l'image complète des risques sanitaires auxquels la population est confrontée. Ils ne cherchaient pas un seul type de danger ; au lieu de cela, ils ont examiné le sol pour les radionucléides naturels — des éléments radioactifs naturellement présents dans la terre — ainsi que pour les métaux lourds, qui sont des substances toxiques souvent libérées par des processus industriels. En collectant des échantillons de sol de la couche supérieure du sol dans trois sous-communautés différentes de Nonwa, ils visaient à mesurer la concentration de ces substances, à calculer les risques sanitaires potentiels pour les résidents et à utiliser des outils statistiques pour déterminer précisément l'origine de ces polluants.

L'équipe a collecté du sol à une profondeur de vingt centimètres, une profondeur standard qui capture la couche la plus susceptible d'être perturbée par l'agriculture ou la construction. Ils ont analysé ces échantillons pour trois éléments radioactifs naturels spécifiques : l'uranium-238, le thorium-232 et le potassium-40. Ils ont également testé huit métaux lourds différents, incluant le plomb, l'arsenic, le zinc, le cuivre, le cadmium, le chrome, le manganèse et le nickel. Les résultats ont montré que les niveaux d'uranium et de thorium dans le sol étaient inférieurs à la moyenne mondiale trouvée dans les sols du monde entier. Cependant, les niveaux de potassium-40 étaient plus élevés dans une zone spécifique, Nonwa-Tai, probablement en raison de la composition minérale naturelle des roches locales ou de l'utilisation d'engrais phosphatés dans les fermes voisines. Lorsque les chercheurs ont calculé les risques liés aux radiations, ils ont constaté que la plupart des indicateurs de sécurité étaient dans les limites internationales acceptables. Pourtant, il y avait une exception préoccupante : le risque de développer un cancer au cours d'une vie pour les personnes vivant à l'intérieur était environ quatorze pour cent plus élevé que la norme de sécurité. Cela s'explique par le fait que les gens passent la majeure partie de leur temps à l'intérieur de leurs maisons, où les radiations provenant du sol et des matériaux de construction peuvent s'accumuler. Dans la communauté de Nonwa-Tai, la dose de radiation pour les organes reproducteurs était également vingt-deux pour cent plus élevée que la limite de sécurité, suggérant une menace potentielle pour la santé de la moelle osseuse et des systèmes reproducteurs des résidents.

Au-delà de la radioactivité, l'étude a examiné les métaux lourds pour voir si le sol était contaminé par l'activité humaine. Les chercheurs ont constaté que, bien que les niveaux de métaux soient généralement bas par rapport aux moyennes mondiales, ils étaient significativement plus élevés que les niveaux de fond naturels de la région du delta du Niger. Plus précisément, le manganèse, le zinc, le chrome et le plomb ont été trouvés dans des concentrations plus élevées que ce qui est naturellement attendu dans le sol de la zone. Cela indiquait que les activités humaines avaient effectivement altéré la composition chimique du sol. Les chercheurs ont utilisé des méthodes statistiques avancées pour regrouper ces métaux selon leur comportement, ce qui les a aidés à retracer les sources de la pollution. Ils ont découvert que les métaux ne provenaient pas d'une source unique, mais plutôt d'un mélange d'activités. Certains métaux étaient liés à la combustion du pétrole brut et aux déchets du raffinage illégal, tandis que d'autres étaient associés à l'utilisation de produits chimiques agricoles sur les fermes voisines. L'analyse a révélé que les métaux lourds n'étaient pas responsables de l'augmentation des niveaux de radioactivité naturelle dans le sol ; au contraire, la radioactivité était dictée par la géologie naturelle de la zone, spécifiquement les types de minéraux comme le feldspath et l'argile présents dans le sol.

L'étude a également exploré comment l'acidité du sol, ou pH, influençait le comportement de ces polluants. Ils ont découvert que le sol dans les zones polluées était plus acide, ce qui peut rendre certains métaux toxiques plus solubles et plus faciles à absorber par les plantes. C'est une conclusion critique car cela signifie que les cultures poussant dans ces sols pourraient accumuler des niveaux dangereux de métaux, qui seraient ensuite transmis aux personnes qui les consomment. Les chercheurs ont noté que les métaux lourds ne restaient pas simplement passifs dans la terre ; leur mouvement et leur toxicité étaient étroitement liés à l'environnement chimique du sol. Par exemple, la présence de conditions acides issues du torchage du gaz et des déversements de pétrole semblait augmenter la mobilité du plomb et du chrome, les rendant plus susceptibles de s'infiltrer dans les eaux souterraines ou d'être absorbés par les cultures. Le regroupement statistique des métaux a confirmé que la pollution était le résultat de sources pétrogéniques — signifiant qu'elle provenait des activités de pétrole et de gaz — ainsi que de l'utilisation de produits agrochimiques. L'étude a explicitement écarté l'idée que les métaux lourds causaient l'augmentation de la radioactivité naturelle, clarifiant que les deux types de dangers ont des origines différentes dans cette région.

Pour faire face à ces risques, les chercheurs ont proposé des mesures pratiques pour protéger la communauté. Ils ont suggéré l'application de chaux au sol dans les zones où du pétrole brut a été déversé. La chaux est un matériau courant qui peut augmenter le pH du sol, le rendant moins acide. En faisant cela, les métaux toxiques deviendraient moins solubles et moins susceptibles d'être absorbés par les plantes ou de se déverser dans les eaux souterraines. Ils ont également recommandé d'arrêter le torchage du gaz et les activités de raffinage artisanal illégal, car ce sont les principales sources de la pollution. L'étude a conclu que, bien que le sol de Nonwa ne soit pas universellement toxique, des poches spécifiques de contamination posent de réels risques sanitaires, particulièrement concernant le cancer et les dommages aux organes. Ces conclusions fournissent un guide clair, basé sur des données, pour les autorités locales et les résidents, soulignant la nécessité de stratégies de remédiation axées sur la neutralisation de l'acidité du sol et l'élimination des sources de pollution afin de sauvegarder la santé de la communauté et la sécurité des cultures qu'ils font pousser.